一种采用微硅片狭缝的新型微小型光纤光谱仪

研制了一种采用微硅片狭缝代替传统机械狭缝的微小型光纤光谱仪。采用MEMS(微机电系统)工艺制造出了体积小、厚度薄的一体式微硅片狭缝,并分析了微硅片狭缝的狭缝不平直度对微小型光纤光谱仪分辨率的影响,通过测试系统分辨率的实验,验证了采用微硅片狭缝的可行性。同时,对微小型光纤光谱仪的光谱带宽和像元分辨力进行了讨论,为波长的标定提供了一种理论依据。通过对采集的汞灯谱线的分析和MATLAB的精确计算,验证了所提出的通用波长-像元迭代公式的正确性,从而研制出了一种采用微硅片狭缝的半峰全宽为0.85 nm,波长标定精度小于0.2 nm,体积为50 mm×46 mm×14 mm的微小型光纤光谱仪。

微小型光纤光谱仪在过程监测中的应用

微小型光纤光谱仪逐渐取代了传统的旋转光栅扫描结构的光谱仪,成为一种新型的在线测量仪器,具有体积小,质量轻,价格低,测量速度极快和采样方式灵活等优点,被广泛用于工业生产的众多领域。以Ocean Optics公司的光纤光谱仪为例,详细介绍采用全固定构件设计实现仪器微小型化的光学系统结构和可适应于多种要求的光纤采样的特点,以及微小型光纤光谱仪在紫外-可见光、近红外、拉曼散射、激光测量和荧光分析等多个平台的在线监测应用。

基于MEMS技术的微型分光光度计

研制出了一种采用微硅片对准技术和微硅片狭缝的新型微型分光光度计。采用MEMS工艺制造出了体积小、精度高的微硅片对准机构和微硅片狭缝,并且对其性能进行了分析和论证。同时对影响分光光度计线性度精度的样品池的光学特性进行了分析,推导出了透射光强与样品池的折射率、被探测介质的折射率关系式,并进一步分析因折射率引起光强的变化对吸光度的影响。实验结果表明,该微型分光光度计可以分辨出介质折射率相差0.01介质,同时参比介质的不同仅仅对A-C曲线产生平移,而对相关系数和斜率无任何影响,通过对实验数据的计算得到以空气和蒸馏水两种折射率的介质为参比时的系统相关系数都大于0.999,说明所研制的基于MEMS技术的微型分光光度计具有高度显著线性相关性。